磷酸钛氧钾晶体人工合成及应用专利分析研究

【摘 要】通过对磷酸钛氧钾人工合成、应用相关专利的申请趋势、技术领域、申请人、主要发明人、地域分布、法律及运营情况等方面进行统计分析，确定国内磷酸钛氧钾人工合成及应用产业技术发展趋势、核心技术、技术空白点，为相关科研人员在本领域的专利布局和技术发展方向提供思路。

【关键词】磷酸钛氧钾；合成；专利分析；IPC分类

【中图分类号】O782 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2018）10-0072-05

晶体材料（erystal materials）以单晶组成的材料，其特点是组成质点（原子或原子集团）为远程有序三维空间排列，具有特定对称性的空间晶格结构。晶体的各种物理性能与结构对称性有着内在的联系，化学组成相同而结构不同的晶体（同素异构体），如石墨和金刚石、立方氮化硼和六方氮化硼，可具有截然不同的性能。磷酸钛氧钾（KTiOPO4，简称KTP）晶体是一种优良的非线性光学晶体，适用于制作倍频器。其对1 064 nm的倍频效率可达约80%，有很高的非线性系数（约为KDP的15倍）、高热导率（为BNN晶体的2倍），不吸潮、不潮解，在900 ℃以下不分解，机械性能良好，晶体表面易于抛光，失配度小，该晶体可用于制作倍频、混频、电光调制、光学参量振荡和光学波导等元器件，应用前景较广。

1 数据来源及分析方法

本项目检索和分析的专利数据库为incoPat科技创新情报平台，专利检索年限为1997～2016年。依据技术分解表，以各技术分支包含的技术内容为检索单位，以分类号（IPC）为主检索要素，辅以关键词，经过反复检索测试后，构建合理的检索策略，获得初检的检索结果。对初检的数据进行初步筛选后进行数据评估，根据评估的结果，调整检索策略，有针对性地从重要申请人、同义词扩展、MC手工代码等方面入手，进行补充检索，并进行数据评估，最终获得检索结果作为基础数据，对所有的数据进行人工筛选，最后获得中国有效数据173项，检索要素见表1。

2 中国磷酸钛氧钾晶体产业专利分析

2.1 专利申请趋势

1997～2016年磷酸钛氧钾晶体中国专利历年申请数量见表2。

图1显示了中国范围内磷酸钛氧钾晶体人工合成及应用方面的专利申请量变化情况。从图中可以看出：1997～2000年属于技术发展的初始阶段，每年专利申请数量只有1～3项，2003～2010年，专利申请量稳步增长且处于相对平稳期，从2012年开始进入了较快速发展的时期，2013年达到了专利申请量的峰值，随后的2014～2016年间，申请量呈现持续下滑的态势。

2.2 专利申请地域

2.2.1 主要地域专利申请分布

表3显示1997～2016年国内磷酸钛氧钾晶体人工合成及应用方面的专利申请量主要分布在江苏、山东、天津、福建、北京、广东、浙江、湖北、上海、陕西等地区。其中，江苏省拥有绝对优势，其专利申请量占中国专利申请总量的30%，其次是山东省27项，占总数的15.6%，天津、福建、北京的专利申请数量基本相当基本处于同一梯队的水平。申请量排名前10位的地区专利申请总和为146项，占申请量总数的84.4%，申请量排名前5位的地区专利申请总和为118项，占申请量总数的68.2%，此比例说明该领域专利申请呈现高度集中的态势，排名前5位的地区在该领域占有绝对优势的地位。

2.2.2 主要地域历年专利申请分布

1997～2016年磷酸钛氧钾晶体人工合成及应用方面的专利申请量排名前10位的地区的年申请量见表4。

图2 是磷酸钛氧钾晶体人工合成及应用方面的专利在主要地区（排名前10位）每年申请量的示意图，从图中可以看出：江苏的首项申请始于2003年，仅有1项专利申请，2012～2014年呈现爆发式增长，特别是在2013年申请量达到36项，在所有申请地区里属于最高水平；山东自2002年有1项专利申请以来，在2007年有最高的6项专利申请，其余一直处于断续状态，2012～2015有比较稳定年申请量；天津专利申请主要集中在2002～2006年，其他年度基本无申请。中国境内关于磷酸钛氧钾晶体人工合成及应用技术在2012～2014年期间有了较为迅速的发展，此期间研发活动和专利申请集中分布。

2.3 申请人分析

2.3.1 主要申请人分布

磷酸钛氧钾晶体人工合成及应用方面的专利申请量排名前10位申请人见表5。

图3显示的是专利申请量排名前10位的申请人，他们的专利申请总量达97项，占有效专利总数的56%，该领域的专利申请比较集中，或者相应的研究开发活动只有少部分人在开展，技术开发门槛较高。申请量居前5位的分别是无锡津天阳激光电子有限公司、山东大学、天津大学、中国科学院福建物质结构研究所、山东科技大学。其中排名第一的无锡津天阳激光电子有限公司申请了40项专利，占前10位总量的41.2%，此项数据充分说明了无锡津天阳激光电子有限公司在磷酸钛氧钾晶体人工合成及应用技术方面独树一帜，具有较强的研发实力。

2.3.2 2012～2016年活跃申请人

表6是2012～2016年这5年还有专利申请案件提交的申请人，从表中可以看到这5年提交相关的专利申请的只有5家单位，无锡津天阳激光电子有限公司占据这5年大部分活跃申请量，从整体数据分析可以看出2014～2016年这3年申请量极少，一方面可能是由于该产品已逐步到达瓶颈期，产业技术突破难度较高，另一方面也可能是由于专利申请到公开的滞后性引起的。

2.3.3 申请人类型

从图4可以看出磷酸钛氧钾晶体中国专利申請人以企业为主，占申请总量的51.38%，其次是大专院校和科研单位分别为32.6%和14.36%。图5显示发明专利占专利总量的66.47%，其中有23.12%的发明专利已获得授权，实用新型专利占专利总量的33.53%。

2.4 技术分析

2.4.1 各技术分类专利申请分布

图6显示了各技术分支专利申请数量分布情况。从表7看出，激光发射器应用、磷酸钛氧钾晶体的合成技术、光学转换应用、医学诊断仪器应用技术、测试或分析材料技术专利申请量居前5位，分别占专利申请总量的71.6%、10.4%、9.2%、5.7%、5.7%。由此可见，该产业研发者聚焦的重点集中在利用磷酸钛氧钾晶体在激光发射器上的应用领域，其次是磷酸钛氧钾晶体人工合成方法及装置方面的研究。

2.4.2 各技术分支历年专利申请分布

表8和图7反映了各技术领域1997～2016年专利申请分布情况。从图中可以看出，利用磷酸钛氧钾晶体在激光发射器上的应用技术自1997年即产生首项专利申请，2006年形成了专利申请的第一个峰值，2013年形成最大峰值，但是2014～2016这3年专利申请有大幅减少；磷酸钛氧钾晶体的合成、制备技术2005年产生第一项专利申请，专利分布主要集中在2007～2014年，2015～2016这2年暂时没有磷酸钛氧钾晶体人工合成方法方面的专利申报；利用磷酸钛氧钾晶体在光学性能方面的转换、选通、调制或解调技术首项专利产生于2002年，专利分布主要集中在2008～2010年和2013～2015年；利用磷酸钛氧钾晶体在医学诊断、鉴定设备方面的应用跟在激光治疗仪方面的应用技术分布基本相同，首项专利同时产生于2000年，且都是2006申请项数最高，其他方面的应用技术由于数量较少，无明显分布特点。

2.4.3 主要地域专利申请技术分支分布

结合图8和表9可以看出前10位IPC技术分支，江苏主要分布在其中5个领域，山东5个，天津5个，福建6个，北京5个，广东2个，浙江3个，湖北3个，上海3个，陕西1个，由此可见江苏、山东、天津、福建、北京占据了相当的产业优势，晶体材料产业主要生产地区和消费市场的地位极大地刺激了相关技术的研究发展。

2.4.4 主要申请人专利申请技术分支分布

表10反映的是主要申请人与技术分支申请量分布情况，图9反映的是各个技术分支不同申请人的专利申请量分布，结合图9和表10可以看出：无锡津天阳激光电子有限公司主要是磷酸钛氧钾晶体激光发射器方面的研究，其专利申请量遥遥领先于其他申请单位，在这一分支领域达到了40项专利申请；其次山东大学在这一分支领域也颇有建树，共有10项专利申请，排名第二；第三位是山东科技大学，共有6项专利申请。关于磷酸钛氧钾晶体的人工合成方面实力较强的是烁光特晶科技有限公司，但是也只有3项专利申请，紧随其后的分别是山东大学和中国科学院理化技术研究所，这两家单位拥有2项申请，再次就是中国科学院福建物质结构研究所拥有1项专利申请，其他申请单位在本技术分支还未见专利申请。磷酸钛氧钾晶体在光学性能方面的转换、选通、调制或解调技术方面只有无锡津天阳激光电子有限公司、中国科学院福建物质结构研究所、中国科学院上海光学精密机械研究所3家单位拥有专利申请，且申请量都是2项。在医学诊断、鉴定设备方面和医学激光治疗仪应用方面中国科学院福建物质结构研究所分别拥有2项专利申请，该分支领域仅有该单位申请了专利，说明中国科学院福建物质结构研究所对于在醫疗设备上应用晶体材料具有领先地位。

2.5 技术人才

2.5.1 主要发明人

结合表11和图10可以看出，排名前11位的发明人所属单位全部为无锡津天阳激光电子有限公司，该公司在磷酸钛氧钾晶体应用方面人才优势明显，已经初步形成了人才垄断和专利垄断的趋势。

2.5.2 人才趋势

表12和图11显示了主要发明人技术领域情况。从表12和图11可以看出，主要发明人技术领域集中在H01S，而其他技术领域研究的人员非常少，该结果说明中国磷酸钛氧钾晶体在激光发射器上的应用相当热门，应用前景较广。

3 总结

通过以上分析，可以从以下几个方面概括中国磷酸钛氧钾晶体人工合成、应用产业的总体态势：第一，国内磷酸钛氧钾晶体方面的研究开发主要集中在2012～2016年，其专利申请主要集中在2012～2014年。第二，从专利申请IPC分类可以看出，企业研发兴趣主要集中在激光发射器上的应用方面，占申请总量的71.6%，其次是人工合成方面的专利占申请总量的10.4%。第三，锡津天阳激光电子有限公司在磷酸钛氧钾晶体激光发射器方面的研究成果遥遥领先其他单位，在这一分支领域专利布局和行业领先地位已初步体现。国内申请量起伏波动大，除锡津天阳激光电子有限公司外大部分申请人没有形成明确的专利规划，专利申请处于早期的积累阶段，主要以获取专利权为目的。

参 考 文 献

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[责任编辑：钟声贤]

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